Forschung und Entwicklung

Durch Forschung und Entwicklung sind wir in der Lage, innovative Lösungen zu konzipieren, die unsere Strategie unterstützen und uns, unseren Partnern und unseren Kunden neue Möglichkeiten eröffnen, um den Übergang in eine fossilfreie Zukunft zu beschleunigen.

 

 

In den letzten Jahren hat sich der Schwerpunkt bei Vattenfalls Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten (F&E) von der Stromerzeugung hin zu kundenzentrierteren Bereichen verlagert, wobei Digitalisierung, dezentrale Lösungen für Kunden, E-Mobilität und neue Formen der Stromnutzung im Vordergrund stehen.

Unser Fokus liegt darauf, wie wir Technologien und neuen Lösungen am besten einsetzen, um unsere Strategie umzusetzen und Kundennutzen zu schaffen. Dazu arbeiten wir regelmäßig mit Partnern und Kunden in Pilotprojekten zusammen.

Unsere F&E-Organisation beschäftigt rund 130 Mitarbeiter in Vollzeit, aber auch innerhalb der einzelnen Business Areas werden viele Entwicklungen verfolgt. Die Gesamtausgaben für Forschung und Entwicklung beliefen sich im Jahr 2017 auf 547 Mio. SEK.

Wasserkraft – Wir entwickeln die Zukunft

Vattenfall arbeitet in vielen verschiedenen Bereichen daran, die Effizienz seiner Wasserkraftwerke zu steigern und deren Auswirkungen auf die Umwelt zu reduzieren. Die Digitalisierung ist einer dieser Bereiche, der eine Welt voller neuer Möglichkeiten eröffnet.

Um die bestmögliche Umgebung für die Ökosysteme unserer Umwelt zu entwickeln, haben wir im schwedischen Älvkarleby ein neues Labor errichtet. Dieses Labor bietet einzigartige Möglichkeiten, um die Wirksamkeit verschiedener technischer Lösungen für Verbesserungen in den Fischwandergebieten zu untersuchen. Ferngesteuerte Drohnen und mit Kameras und Sonarsystemen ausgestattete Fahrzeuge wurden eingesetzt, um Flussbetten zu scannen. Aus den gesammelten Daten lassen sich detaillierte digitale Modelle der Flüsse erstellen, mit deren Hilfe die Umweltauswirkungen besser vorhergesagt werden können. Ein Ziel ist es, Fischtreppen optimal zu konstruieren und den Erfolg von Wanderungen flussaufwärts und flussabwärts zu steigern. Durch die Zusammenarbeit mit Biologen und Technologieexperten von schwedischen Hochschulen und Universitäten bauen wir eine neue gemeinsame Kompetenz auf, um optimale Ergebnisse zu erzielen.

Um die Effizienz unserer Kraftwerke zu steigern und besser für die Zukunft vorbereitet zu sein, erforschen und entwickeln wir neue Technologien, mit denen wir den Betrieb und die Wartung von Anlagen optimieren. So untersuchen wir zum Beispiel in einem Turbinenprüfstand, wie sich die erhöhte Nachfrage nach Flexibilität (nicht im stationären Betrieb) auf unsere Turbinen auswirkt.

Die große Datenmenge von Sensoren, die in modernen Wasserkraftwerken und Staudämmen eingesetzt werden, und die Entwicklung fortschrittlicher Datenanalysen eröffnen neue Möglichkeiten, sich ein klares Bild über den Zustand eines Staudamms oder einer Anlage und ihrer Komponenten zu machen. Auf diese Weise können wir Probleme erkennen, bevor sie zu einer Störung führen und so die Wartung optimieren, und potenziell größere Probleme in der Zukunft vermeiden.

Analysen für klimaschonende Kunden und Netzdienstleistungen

Die fortschreitende Digitalisierung liefert uns eine Fülle von fortschrittlichen Daten, und Vattenfall sucht nach Möglichkeiten, diese Daten zu nutzen, um einen noch größeren Mehrwert zu schaffen. Anhand von Analysen können wir für unsere Kunden Möglichkeiten schaffen, klimaschonender zu handeln und gleichzeitig unsere Netzüberwachung zu modernisieren und die Netzflexibilität zu verbessern.

Anwendungen und Vorteile für Endnutzer

Smart Meter sind eine technologische Neuerung, die ursprünglich für die automatische Abrechnung installiert wurden. Digitalisierung und fortschrittliche Analysen eröffnen nun neue Möglichkeiten.

Daten zum tatsächlichen Energieverbrauch der Kunden können auf vielfältige Weise genutzt werden. Ein Beispiel ist, dem Kunden seinen Energieverbrauch sichtbar zu machen, um Unregelmäßigkeiten zu erkennen und Möglichkeiten zur Energieeinsparung zu identifizieren. Eine solche Anwendung wurde bereits entwickelt und wird zurzeit in einem Pilotprojekt mit über 2000 Vattenfall Kunden getestet.

Diese Fortschritte werden es uns ermöglichen, den Energieverbrauch automatisch zu kontrollieren und zu regulieren, ohne den Komfort der Kunden zu beeinträchtigen. Für Kunden mit eigenen Solar- oder Windkraftanlagen kann die Lastverschiebung so angepasst werden, dass sie den Verbrauch mit der eigenen Erzeugung in Einklang bringt. Der Kundenvorteil kann durch den Einsatz von Batterien und Energiespeichersystemen weiter gesteigert werden.

Systemanwendungen und Vorteile

Vattenfall nutzt Informationen von im Netz installierten Smart Metern, Sensoren und Schaltern, um die Netze digital zu visualisieren. Ausfälle können mit viel höherer Präzision und nahezu sofort automatisch lokalisiert werden, was zu einer schnelleren Wiederherstellung des Netzes und kürzeren Ausfallzeiten führt. Dies ist eine wichtige Verbesserung für unsere Kunden, insbesondere auf dem Land, wo Ausfälle in der Regel länger dauern als in städtischen Gebieten.

In bestimmten Bereichen können Spannungsebenen und Netzqualität auch aus der Ferne gemessen werden, was sowohl bei der Planung der Netzverstärkung als auch bei der Planung von neuen Gebäuden oder der Erschließung neuer Stadtgebiete von Bedeutung ist. Die Vermeidung unnötiger Netzverstärkungen spart Kosten sowohl für uns als Netzbetreiber als auch für die Kunden. Die Kehrseite der Medaille ist, dass wir mit der Planung für die Verstärkung des Netzes erst dann beginnen können, wenn es bei den Kunden durch einen gestiegenen Stromverbrauch zu niedrigeren Spannungsebenen kommt.

Auf Systemebene führt eine Steigerung des Anteils von Solar- und Windenergie zu einem größeren Bedarf an Batterien zum Ausgleich des Verbrauchs oder zur Verlagerung des Verbrauchs auf die Zeiten, in denen diese Quellen viel Energie erzeugen. Intelligente Systemdienstleistungen, die die Ausgleichs- und Lastverschiebungskosten minimieren und gleichzeitig den Verbrauch dieser erneuerbaren Energien maximieren, werden sowohl für Netzbetreiber als auch für Endkunden attraktiv sein und den Übergang zu einem Energiesystem mit 100 Prozent erneuerbaren Energien erleichtern.

Emissionen aus der Zementherstellung reduzieren

Bei der Herstellung von Zement gibt es zwei Hauptquellen für CO2-Emissionen: Etwa 60 Prozent der Emissionen sind prozessbedingt und werden bei Erwärmung aus dem Kalkstein freigesetzt, und etwa 40 Prozent sind verbrennungsbedingt. Vattenfall hat gemeinsam mit Cementa AB ein Projekt zur Elektrifizierung des Heizprozesses bei der Zementherstellung durchgeführt, um die verbrennungsbedingten Emissionen zu eliminieren.

Das Ziel von Cementa ist es, bis 2030 einen CO2-freien Prozess für den gesamten Lebenszyklus von Zement zu erreichen, was eine Reduzierung der gesamten CO2-Emissionen Schwedens um etwa 5 Prozent bedeuten würde. Das Unternehmen arbeitet seit Jahren mit Energieeffizienzmaßnahmen und Maßnahmen zur Verringerung des Einsatzes fossiler Brennstoffe, was bereits zu einer geringeren Umweltbelastung geführt hat. Um das Null-CO2-Emissionsziel für 2030 zu erreichen, ist jedoch ein kompletter Technologiewechsel notwendig – sowohl ein Brennstoffwechsel für den Heizprozess als auch eine Methode für den Umgang mit dem prozessbedingten CO2.

Im Rahmen des Projekts CemZero untersuchen Vattenfall und Cementa die Möglichkeiten der Elektrifizierung der Zementherstellung. Bei der Herstellung von Zement wird Kalkstein auf ca. 1450 Grad Celsius erhitzt und anschließend mit Sand und Gips abgekühlt und zermahlen. Durch die Umstellung auf fossilfreien Strom für den Heizprozess werden von Anfang an ca. 40 Prozent der CO2-Emissionen vermieden. Der Kalkstein emittiert bei Erwärmung weiterhin CO2, aber durch den Einsatz eines elektrifizierten Verfahrens werden die CO2-Emissionen reiner und können für die weitere Behandlung leichter abgeschieden werden.

Diese Partnerschaft mit Cementa AB ist eine unserer gemeinsamen Initiativen mit großen Branchen, um neue klimafreundlichere Lösungen einzuführen, die sich mit den Emissionen industrieller Prozesse und Produkte befassen. Darüber hinaus arbeiten wir mit LKAB/SSAB und Preem an zwei weiteren Projekten, die darauf abzielen, fossile Brennstoffe zu eliminieren und den Ausstoß von Treibhausgasen zu reduzieren.

 

 


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